JPH0373868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転可能に支持された現像スリーブ
と、潜像の形成される潜像担持体に大略対向して
位置する主磁極と、現像スリーブ上の磁極現像剤
を搬送するための搬送用磁極とを具備し、前記主
磁極及び搬送用磁極は現像スリーブ内に不動に配
置され、且つ主磁極は、ほぼ現像スリーブの軸線
方向に延びる溝を介して現像スリーブの周方向に
第１及び第２磁極部分に分割されていて、前記各
磁極の作用と現像スリーブの回転とによつて磁性
現像剤を現像スリーブに担持して搬送し、前記潜
像担持体と前記主磁極とがほぼ対向した現像領域
にて、前記担持現像剤を用いて潜像担持体に形成
された潜像を可視像化する乾式現像装置に関す
る。

〔従来の技術〕

電子複写機、静電記録装置、レーザプリンタ、
磁気プリンタ等の各種記録装置に用いられる上記
形式の現像装置は本出願人により既に提案されて
おり、かかる現像装置においては、潜像の可視像
化に直接関与する主磁極が、溝を介して２つの部
分に分割されているため、地肌汚れを効果的に抑
制できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、この形式の現像装置により得
られる上記効果を一層高め、しかも可視像の濃度
をより一層均一化することの可能な乾式現像装置
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、冒頭に記載
した形式の乾式現像装置において、現像スリーブ
の周方向における溝の中心を通る、現像スリーブ
表面の法線を第１法線、現像スリーブの回転中心
を通る潜像担持体表面の法線を第２法線とすると
共に、現像スリーブの回転方向を正、その逆の方
向を負としたとき、前記第１法線が、第２法線よ
りも負側に位置し、第１磁極部分と、これよりも
正側に位置する第２磁極部分の、現像スリーブ周
方向における幅を、それぞれw₁，w₂としたとき、
w₁＜w₂に定めた構成を提案する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を従来の構成との比較に
おいて説明する。

第１図は本発明に係る乾式現像装置を備えたレ
ーザプリンタの部分図であり、先ずその全体構成
の概略を明らかにする。

乾式現像装置１は回転可能に支持された現像ス
リーブ２を有し、その内部には複数の、図の例で
は６個の磁石（３ａ乃至３ｆ）が固定配置されて
いて、現像動作時に現像スリーブ２は第１図にお
ける反時計方向に回転駆動される。各磁石は現像
スリーブ（以下、単にスリーブと記す）２に対し
て平行に延び、該スリーブ２のほぼ全長に亘つて
延在し、スリーブ２を向いた方の各磁極の極性は
図示するように交互に逆極性となつている。これ
らの磁石のうち符号３ａ，３ｂ，３ｄ，３ｅ，３
ｆを付した磁石は後述するように現像スリーブ２
の回転と協働して、該スリーブ上の現像剤を搬送
する用をなし、よつてこれらの磁石の磁極が本例
における搬送用磁極を構成する。また符号３ｃを
付した示した磁石の現像剤の搬送機能以外に、潜
像の可視像化にも直接関与し、よつてこの磁石３
ｃの、スリーブ２を向いた側の磁極が本例におけ
る主磁極を構成する。このような主磁極と搬送用
磁極がスリーブ２内に不動に配置されているので
ある。

現像剤５は現像ケース４に収容され、該ケース
４の下部開口にスリーブ２が位置している。現像
剤５としては少なくともその一部が磁極体から成
る所謂磁性現像剤であれば、一成分系、二成分系
現像剤を問わず適宜な現像剤を使用できるが、本
例では説明の便宜上、トナー粒子と、必要に応じ
てこれに混合されるキヤリヤ以外の他の成分から
成る一成分系現像剤（以下、トナーという）５が
用いられているものとする。

第１図における左側の現像ケース壁４ａにドク
ターブレード７として構成された層厚規制部材が
固着され、また現像ケース４内には規制棒６とし
て構成された予備規制部材が固設されている。規
制棒６は、好ましくは非磁性体から成り、主とし
てトナー５の層厚を予備的に規制する働きをな
す。かかる規制棒６とドクターブレード７はスリ
ーブ２に対して平行に延び、規制棒６とスリーブ
２の間、及びドクターブレード７スリーブ２の間
にはそれぞれ所定の微小間〓g₁，g₂があけられ、
また磁石，ａ及び３ｂは規制棒６とドクターブレ
ード７とにそれぞれ大略対向して位置している。

現像ケース４内には支点１０ａを中心として矢
印Ａ方向に回転しつつ現像ケース４内のトナー５
を攪拌する針金状のアジテータ１０が設けられて
いる。

潜像担持体の一例である感光体１１は無端ベル
ト状に形成され、図示したローラ１２と、図示し
ていない他のローラとに巻き掛けられ、矢印Ｂ方
向に駆動される。ベルト状の感光体に代えドラム
状又はシート状の感光体を用いてもよいことは周
知の通りである。

磁石３ｃの主磁極は感光体１１に大略対向して
位置し、しかも磁石３ｃのスリーブ２を向いた側
の面には、スリーブ２の軸線方向（第１図の紙面
と垂直な方向）に延びる溝１３が形成され、磁石
３ｃの主磁極はこの溝１３を介して、スリーブ２
の周方向に同極性の第１及び第２磁極部分１４，
１５に分割されていて、本例ではこれら磁極部分
の極性はＮ極である。

溝１３は感光体１１を支持するローラ１２に大
略対向しているものの、完全には対向しておら
ず、互いにわずかに位置をずらしている。即ち、
第１図及び第２図に示す如く、スリーブ２の周方
向における溝１３の中心E₁と、スリーブ２の回
転中心E₂とを通る直線、換言すれば、溝の中心
E₁を通るスリーブ表面の法線F₁を第１法線と称
し、スリーブ２の回転中心E₂を通る感光体表面
の法線F₂を第２法線と称すると共に、スリーブ
２の回転方向を正、その逆の方向を負としたと
き、第１法線F₁は、第２法線F₂よりも微小な角
度θだけ負側に位置している。本例では感光体１
１がベルト状に形成され、スリーブ２に対向する
感光体部分がローラ１２に巻き掛けられ、このロ
ーラ１２とスリーブ２とが互いに平行に延在して
いるので、第２法線F₂はスリーブ２とローラ１
２との両回転中心E₂，E₃を結ぶ中心線に一致す
る。また上記角度θは、適宜な微小角度、例えば
1゜乃至20゜程度に設定することができる。このよ
うに溝１３をローラ１２に対してわずかに位置を
ずらして配置したことにより得られる作用は後に
詳しく説明する。

記録動作が開始されると、図示していない駆動
装置によてスリーブ２が反時計方向に回転駆動さ
れ、アジテータ１０が矢印Ａ方向に駆動される。
このとき、現像ケース４内の比較的上部に位置す
るトナー５がアジテータ１０によつて攪拌されつ
つ搬送され、図における右側の現像ケース壁４ｂ
と規制棒６との間を矢印C₁で示す如く流動して
スリーブ２の表面に供給される。供給されたトナ
ーは磁石の磁力によりスリーブ２の表面に吸引さ
れ、この磁力とスリーブ２の回転との協働作用に
よつて、反時計方向に搬送力を受ける。そしてこ
のトナーが規制棒６とスリーブ２とに間〓g₁を通
過しようとするとき、該規制棒６によつてその搬
送量が規制され、この間〓g₁の大きさにより定ま
る所定量のトナーが規制棒下を通過する。

このように量を規制されたトナーはスリーブ２
に担持されつつ搬送され（矢印C₂）、ドクターブ
レード７とスリーブ２の間〓g₂を所定量のトナー
が通過し（矢印C₃）、ドクターブレード７下を通
たトナーはスリーブ２上にて層５ａをなしてスリ
ーブ２に担持されて搬送される。その際ドクター
ブレード７と磁石３ｂ、規制棒６と磁石３ａとが
それぞれほぼ対向して位置しているので、トナー
の層厚規制が効果的に行われる。

上述のように各磁極の作用とスリーブ２の回転
とによつてトナーがスリーブ２に担持されて搬送
され、感光体１１と磁石３ｃの主磁極とがほぼ対
向した現像領域にて、後述するように、スリーブ
２に担持されたトナーによつて、感光体１１に形
成された静電潜像が可視像化される。

ドクターブレード下を通過せずに該ブレード７
によつて掻き取り作用を受けたトナーは、ドクタ
ーブレード７の面７ａに沿つて図における上方へ
押しやられ、矢印C₄で示す如く再び現像ケース
４の上部領域へ戻され、アジテータ１０によつて
再度矢印C₁方向へと送り込まれる。

一方、感光体１１は矢印Ｂ方向に駆動され、こ
のとき図示していない潜像形成装置によつて感光
体上に静電潜像が形成され、該潜像は感光体の移
動に伴つて、感光体１１とスリーブ２の間の現像
領域へもたらされ、ここで潜像が可視像化され
る。このときの動作は以下の通りである。

スリーブ２上のトナーが現像領域へ搬送される
とき、このトナーは第２図に模式的に示すように
先ず磁石３ｃの第１磁極部分１４に対向する領域
に至り、このときこの磁極部分１４により磁気的
吸引力によつてトナーの穂立ち５ｂが形成され
る。このトナーは引き続きスリーブ２の回転に伴
つて穂立ち５ｂから脱出し磁石３ｃの溝１３に対
向する領域に至るが、このときこのトナーはスリ
ーブ２の表面から離れる方向の反発力を受け、矢
印で示すように空中に飛散する。このように飛散
したトナーが感光体１１の表面に接触し、該表面
に形成された潜像に静電的に付着し、潜像が可視
像化される。潜像に付着しなかつたトナーは、主
として第２磁極部分１５からの磁気的吸引力によ
つて再びスリーブ２の表面へと戻される。このと
き、感光体表面の地肌部に付着したトナーも第２
磁極部分１５からの吸引力でスリーブ２へ引かれ
るので、地肌汚れを抑制することができる。同様
に、潜像に付着しすぎたトナーもスリーブ２側へ
引かれ、よつて潜像に適量のトナーを付着させる
ことができる。

スリーブ２に戻されたトナーは、引き続きスリ
ーブ２に担持されつつ反時計方向に搬送され、現
像ケース４に戻される。現像ケース４に戻された
トナーは該ケース内を矢印C₁方向に流動するト
ナーと攪拌される。

上述した現像動作が行われるとき、スリーブ２
から飛散して感光体表面に接触し、ないしは接触
しようとするトナーは、潜像を形成する電荷によ
る静電気力と、主として磁石３ｃの第１磁極部分
１４からの磁気的吸引力とを受け、これら２つの
力はほぼ反対方向に作用する（但しトナーに作用
する重力は無視して考える）。よつて、潜像に効
果的にしかも均一にトナーを付着させるには、上
記磁気的吸引力をできるだけ弱くし、潜像からト
ナーに作用する電気的吸引力を相対的に高めるこ
とが望ましい。一方、感光体表面に既に付着した
トナーに作用する第２磁極部分１５から磁気的吸
引力によつて前述の如く感光体表面の地肌汚れの
低減、及び過剰トナーの除去作用が得られるが、
この効果を高めるには、感光体表面のトナーに作
用する第２磁極部分１５からの磁力を比較的強く
することが望ましい。即ち、感光体上のトナーに
作用する第１磁極部分１４からの磁気的吸引力は
比較的弱く、逆に第２磁極部分１５からの磁気的
吸引力は比較的強くすることが有利である。第１
図及び第２図に示す構成によると、この２つの要
求を容易に満足させることができる。即ち、第１
法線F₁が第２法線F₂よりも角度θだけ負側に位
置しているため、感光体の潜像にトナーが付着す
るときの感光体部分P₁から第１磁極部分１４ま
での距離L₁の方が、既に付着したトナーがスリ
ーブ２へ向けて引かれるときの感光体部分P₂か
ら、第２磁極部分１５までのの距離L₂りも長く
なる。従つて、上記感光体部分P₂に存するトナ
ーに作用する磁気的吸引力の方が、他方の感光体
部分P₁に存するトナーに作用する磁気的吸引力
よりも強くなり、上述した２つの要求を同時に満
足させることができるのである。よつて効果的、
且つ均一にトナーを潜像に付着させ、しかも地肌
汚れの発生も抑制できる。

また本発明においては、第１図及び第２図に例
示する如く、スリーブ２の周方向における第１磁
極部分１４の幅w₁が、該部分より正側に位置す
る第２磁極部分１５のスリーブ周方向における幅
w₂りも小さく設定されている。このように、w₁
＜w₂に設定されているため、感光体表面の潜像
にトナーが付着するときの感光体部分P₁におけ
る磁界の強さと、既に付着したトナーがスリーブ
２へ向けて引かれるときの感光体部分P₂の磁界
の強さの差が一層大きくなり、先に説明した２つ
の要求をより確実に満足させることができる。

第３図は従来のこの種の現像装置の一例を示す
第２図と同様な部分図であり、第２図と同様な部
分には第２図と同一の符号を付してある。第３図
においては、磁石３ｃの溝１３がローラ１２に完
全に対向しており、第１法線F₁と第２法線F₂と
が一致している。そしてこの場合も飛散したトナ
ーが第２磁極部分１５に引かれるため、地肌汚れ
の発生が抑制されるが、感光体部分P₁，P₂から
各磁極部分１４，１５まで距離L₁，L₂が互いに
等しく、またw₁＝w₂に設定されているため、両
感光体部分P₁，P₂の磁界の強さが等しくなり、
よつて第２図に示す構成のようには「地肌汚れの
防止」、及び「潜像へのトナーの付着量均一性」
の効果を達成することは困難である。

ところで、第１図に示す現像装置において、例
えばドクターブレード７とスリーブ２との間、或
いはその近傍に異物又はトナーの凝集体等が存在
すると、ブレードスリーブ間を通過したトナー層
５ａの厚みが不均一となり、かかる不均一なトナ
ー層をそのまま現像に用いると、可視像の濃度に
むらが生じる恐れがある。ところが、第２図又は
第３図に示した現像装置のように溝１３を有する
磁石１３ｃを用いて現像を行えば、その第１磁極
部分１４によりトナーの穂立ち５ｂが形成される
ときに、その厚さがスリーブの長手方向に亘つて
ほぼ均一化されるため、この部分に至る前のトナ
ー層厚にやや不均一性があつても、可視像濃度の
不均一の発生を抑制できる。このように、飛散ト
ナーを形成する前にトナーの穂立ち５ｂが生ぜし
めることは、可視像の画質を向上させる上で有利
であるが、第３図に示した従来の現像装置におい
ては、このトナーの穂立ち５ｂ自体が、感光体表
に直接摺接するため、感光体上の地肌部にトナー
が付着する可能性が高まり、地肌汚れ、特に後端
にじみの発生が著しくなる恐れがある。尚、ここ
に言う「後端にじみ」とは、第４図に示す如く、
例えば感光体１１上に「−」なる可視像Ｖが形成
されたとき、感光体１１の移動方向Ｂにおける、
可視像Ｖの後側領域（この領域は地肌部であつ
て、本来ここにトナーが付着すべきでない）に、
符号V′を付して示す如く、少量のトナーが付着
する現象を意味する。このうな後端にじみが一旦
発生すると、第２磁極部分１５による磁気的吸引
力により、このトナーを吸引しても、これを感光
体から除去することは容易でない。

ところが、第２図の構成においては磁石３ｃの
溝１３の中心E₁が、第２法線F₂よりも、スリー
ブ回転方向と逆の方向、即ち頁の方向にずれてい
るため、第１磁極部分１４と感光体表面との距離
が第３図の場合よりも大きくなり、よつてトナー
の穂立ち５ｂが感光体１１の表面に直接接触する
可能性は第３図に示す構成に比して大幅に低下
し、後端にじみの発生が抑制される。さらに第２
図に示した構成においては第１磁極部分１４の幅
w₁が小さく形成されているため、この磁極部分
１４に対向したスリーブ表面の磁界の強さを第３
図の場合よりも弱めることが可能であり、これに
よつて穂立ち５ｂの高さ自体を小さくでき、該穂
立ち５ｂと感光体１１との接触を防止できる。

第２図に示した現像装置を用い、そのスリーブ
２の周方向における磁石３ｃの全幅Ｗを８mm、第
１磁極部分１４の幅w₁を２mm、第２磁極部分１
５の幅w₂を４mm、溝１３の幅W′を２mmに設定す
ると共に、角度θを5゜に定めて実験を行つたとこ
ろ、後端にじみの発生はほとんどみられず、また
スリーブ２上のトナー層の厚みが不均一となるこ
とによる可視像濃度の不均一性を低減でき、潜像
に過剰のトナーが付着して、可視像にふくらみの
できる不都合も除去できた。

本発明は図示した形式以外の各種現像装置にも
適用でき、例えば感光体１１がスリーブ２との対
向領域にて湾曲せず、平坦となつている場合も本
発明を適用できる。また本発明は、レーザプリン
タ以外の各種記録装置、例えば電子複写機、静電
記録装置、磁気プリンタ、潜像担持体を最終的な
記録シートとして利用する形式の記録装置等の現
像装置にも適用できることは当然である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡単な構成によつて可視像の
画像濃度を従来よりも一層均一化でき、しかも地
肌汚れ及び後端にじみの発生を効果的に抑制で
き、高品質な可視像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置を具備して成る
レーザプリンタの部分図、第２図は第１図の部分
拡大図であつて、現像の行われる状態を模式的に
表わした図、第３図は従来の現像装置を示す第２
図と同様な説明図、第４図は後端にじみを説明す
る説明図である。 １…現像装置、２…現像スリーブ、５…現像
剤、１３…溝、１４…第１磁極部分、１５…第２
磁極部分、E₁，E₂…中心、F₁，F₂…法線、w₁，
w₂…幅。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転可能に支持された現像スリーブと、潜像
   の形成される潜像担持体に大略対向して位置する
   主磁極と、現像スリーブ上の磁性現像剤を搬送す
   るための搬送用磁極とを具備し、前記主磁極及び
   搬送用磁極は現像スリーブ内に不動に配置され、
   且つ主磁極は、ほぼ現像スリーブの軸線方向に延
   びる溝を介して現像スリーブの周方向に第１及び
   第２磁極部分に分割されていて、前記各磁極の作
   用と現像スリーブの回転とによつて磁性現像剤を
   現像スリーブに担持して搬送し、前記潜像担持体
   と前記主磁極とがほぼ対向した現像領域にて、前
   記担持現像剤を用いて潜像担持体に形成された潜
   像を可視像化する乾式現像装置において、 前記現像スリーブの周方向における前記溝の中
   心を通る、現像スリーブ表面の法線を第１法線、
   現像スリーブの回転中心を通る潜像担持体表面の
   法線を第２法線とすると共に、現像スリーブの回
   転方向を正、その逆の方向を負としたとき、前記
   第１法線が、第２法線よりも負側に位置し、第１
   磁極部分と、これよりも正側に位置する第２磁極
   部分の、現像スリーブ周方向における幅を、それ
   ぞれw₁，w₂としたとき、w₁＜w₂に定めたことを
   特徴とする乾式現像装置。